Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
iduzel: 52782
idvazba: 60776
šablona: api_html
čas: 16.4.2021 12:25:20
verze: 4827
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web.vscht.cz/zaverecne-prace/pracoviste/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Ústav inženýrství pevných látek

Vypsané disertační práce

Chytré antimikrobiální materiály

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály

Anotace

V současnosti kolem 80 % bakteriálních onemocnění pochází od biofilmů. Biofilm představuje bakteriální kolonií, která je ukotvená na povrchu a otočena specifickou “zdí”, díky čemuž je schopna se bránit běžné antimikrobiální léčbě. Další nebezpečny jevy, probíhající v biofilmu, souvisí s bakteriálním quorum-efektem a velkým rizikem vývoje rezistence vůči antibiotikům. Proto prevence tvorby a ničení biofilmů představuje jednu z klíčových otázek v oblasti materiálů pro medicínu. Tradiční způsoby, jako inkorporace antimikrobiálních látek nejenže často selhávají ale i mohou vest k řadě nežádoucích efektů, jako vývoj výše zmíněné resistivity vůči antibiotikům nebo dalším antimikrobiálním látkám. V této práci bude realizován nový způsob obrany medicinských povrchů proti biofilmům – použití povlaků na bázi smart materiálů. Díky svému složení tyto povrchy zaručí dvojitou obranu – prevence před bakteriální kolonizaci a “současně uvolňují antimikrobiální sloučeniny.

Fotochemické proměny na bázi nanostruktur ušlechtilých kovů

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Excitace povrchových plasmonů poskytuje unikátní možnost fokusováni světelné energie v nanorozměrném objemu. Tato možnost/schopnost nachází uplatnění v nové generaci foto-katalyzátorů na bázi plasmon-aktivních nanočástic. Protože se jedna o trend, který se objevil jenom před 3 lety, řada probémů v oblastí plazmonové katalýzy zůstává neznámých/nevyjasněných jak z hlediska mechanizmu, tak i meze jejich použitelností. Práce je zaměřena na vývoj plasmon-aktivních katalyzátorů, jejich detailním výzkumu a aplikací v relevantních chemických proměnách.

Hydrogely na bázi poly(vinyl alkoholu)

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce se zabývá přípravou a charakterizací hydrogelových filmů na bázi PVA. Hydrogely budou modifikovány fyzikálně (plazmatické, laserové záření) a/nebo chemicky (dotace nanočásticemi, léčivy, barvivem a pod). Budou studovány změny povrchových a mechanických vlastností v závisloti na provedené modifikaci. Budou stanoveny antibakteriální vlastnosti a cytokompatibilita připravených hydrogelů.

Inteligentní materiály a povrchy – přepínání mezi „ultra“-stavy

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

„Inteligentní“ povrchy a materiály, schopné reagovat na vnější nebo vnitřní podněty představují jednu z nejzajímavějších oblastí vědeckého zájmu se širokou škálou potenciálních aplikací. Navržená práce bude věnována vývoji modifikačních metod pro funkcionalizaci povrchů vybraných polymerních a kovových materiálů. Tyto povrchy budou přepínat své vlastnosti při vystavení vnějším podnětům (např. elektrickému poli nebo osvícení). Zvláštní pozornost bude věnována spínání mezi "špičkovými" stavy, např. mezi superhydrofobicitou/superhydrofilicitou nebo ultra adhezivitou (kapka kapaliny “drží“ na povrch a "neklouzá") a ultra odpudivostí (kapka sklouzne při minimálním naklonění vzorku). Očekává se, že takové inteligentní povrchy a materiály naleznou široké uplatnění v mnoha oblastech, od mikrofluidiky a až po samočistící povrchy pro elektronická zařízení (např. inteligentní sklo na obrazovce mobilního telefonu). Práce se zaměří na získávání a testování inteligentních povrchů s přepínatelnými vlastnostmi a jejich potenciální uplatnění.

Inteligentní materiály pro medicinské a biologické aplikací

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Inteligentní materiály poskytují unikátní možností v biologii a medicíně. Především se jedná o možnost podle požadavkú měnit vlastnosti materiálu a tím i jejich interakci s vnějším (např. biologickým) prostředím. Práce je zaměřena na design, přípravu a aplikaci inteligentních hydrogelů a jejich kompozitů s 0D, 1D nebo 2D nanomateriály. Předpokládá se zavedení odezvy materiálů jak na klasické podněty (pH, teplota), tak i na řadu pokročilých stimuli (např. bakteriální nebo buněční enzymy, signálové quorum-latky, nadorově asociované biomolekuly atd.) Cílovou oblastí použití vyvinutých materiálů bude antimikrobiální, antifungui a kancerogenní terapie.

Inteligentní materiály pro optiku a elektroniků

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Nová generace chytrých nebo inteligentních materiálů již umožnila konstrukci pokročilých a donedávna nepředstavitelných elektronických a optických prvků a přístrojů. Jedná se např. o superkondenzátory s obrovskou elektrickou kapacitou, samoleštící displeje a integrované spoje, kvantové pamětí, povrchy s "nulovým" třením nebo samočisticí povrchy a tak dále. Základem všech těchto prvků je materiál s přepínatelnými a unikátními vlastnostmi, které se u „přirozených“ materiálů nevyskytují. Práce je zaměřena na design, přípravu a aplikaci inteligentních materiálů, určených především pro oblastí fotoniky, elektroniky a optoelektroniky.

Nová generace materiálů a přístupů pro detekci a ničení farmaceutických kontaminantů ve vodném prostředí

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Kvůli lidské činnosti farmaceutické sloučeniny stále více znečišťují životní prostředí a představují vážné riziko pro ekologickou bezpečnost. Zejména léčiva v přírodním vodném prostředí v koncentracích od nano k mikrogramům se stáváji globálním světovým problémem. Mezi často detekovanými sloučeninami si zaslouží zvláštní pozornost paracetamol, karbamazepin, diklofenak a ibuprofen, protože jsou klasifikovány jako nebezpečná xenobiotika. Hlavním cílem navrhované práce je zavést inovativní metody pro identifikaci přítomnosti léčiv ve vodném prostředí a následně implementovat jejich fotodegradaci na základě heterokatalytických procesů. Zejména se bude používat povrchově zesílena Ramanova spektroskopie v kombinaci s povrchovou mikroextrakcí na pevné fázi, což umožní identifikovat léčiva až do femtomolárních koncentrací. Na druhé straně bude vyvinuta a zavedena řada pokročilých materiálů se zvýšenou povrchovou plochou, porozitou a produkcí reaktivních kyslíkových radikálů, které budou odpovědné za účinnou fotodegradaci dříve detekovaných léčiv. Předpokládáme, že zlepšíme proces čištění vody na maximální energetickou účinnost zavedením obnovitelného zdroje energie pro degradaci (produkce radikálů vlivem slunečním světlem) a inteligentních algoritmů pro detekci/degradaci léčiv.

Nový koncept zlepšení cílení polymerních konjugátů pro dopravu léčiv do mozku

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Jiří Pánek, Ph.D.

Anotace

Tématem dizertační práce je koncepčně nový systém pro inhibici glutamát karboxypeptidázy II (GCP II) v mozku jako terapeutický nástroj pro potlačení glutamátové toxicity a následného sekundárního poškození způsobeného zánětlivou reakcí po ischemickém, hemoragickém nebo traumatickém poškození mozku (které obvykle poškozují mozek a míchu více než primární poranění a jsou důvodem, proč se nervové poškození často zhoršuje během několika dní po prvním výskytu příznaků). Dopravní systém bude modifikovat nepříznivé hydrofilní vlastnosti inhibitorů GCP II, které samy nemohou překročit hematoencefalickou bariéru (BBB). Dopravní systém také zvýší účinnost inhibitoru tím, že vytvoří multivalentní fyzikálně samouspořádané, biokompatibilní, polymerem pokryté pevné lipidové nanočástice. Nanočástice obsahující inhibitor se po překročení BBB, který je zprostředkovaný apolipoproteinem E, rozpadnou a inhibitor vázaný na polymer se vratně zakotví do membrány v blízkosti membránového enzymu GCP II. Očekává se, že toto zakotvení do membrány bude obecně použitelný koncept pro cílení též jiných enzymů nebo receptorů než GCP II.

Plasmon- a elektrochemicky aktivní materiály pro relevantní chemické transformace

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Plazmonová chemie je novým a velmi slibným způsobem zavedení energie do reakčního systému. Především se jedná o možnost uskutečnit relevantní chemické transformace, jako jsou např. štěpení vody a výroba "zeleného" vodíku, aktivace CO2 a jeho proměna na metanol nebo zachyceni a aktivace atmosférického dusíku. Pro zvýšení selektivity a výtěžku uvedených reakci je atraktivní kombinovat plasmon-indukované procesy s tradičními elektrochemickými procesy. Práce je zaměřena na vývoj nové generaci materiálů, která by propojila elektrochemicky aktivní povrchy a katalyzátory s plazmon aktivními nanostrukturami.

Pokročilé baktericidní povlaky s dlouhodobým účinkem

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály

Anotace

Experimentální práce zaměřená na optimalizaci ukotvenín kovových nanočástic na polymerních nosičích pro přípravu nové generace antimikrobiálních povrchů. K imobilizaci nanočástic budou využity fyzikální metody založené na interakci částic s laserovým zářením. Antibakteriální účinky a biokompatibilita vyvinutých povrchů budou vyhodnoceny ve spolupráci s Ústavem biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha.

Pokročilé materiály pro přípravu zeleného vodíku

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Potřeba ochrany životního prostředí a vývoje udržitelných zdrojů energie vede k vývoji energetiky založené na vodíku, která poskytuje ideální z ekologického hlediska, materiálový cyklus. Jedna důležitá otázka v této oblasti však dosud zůstává nevyřešená – výroba levného a „zeleného“ vodíku. Běžné metody, kdy se vodík vyrábí z ropy, nelze považovat za optimální. Proto v poslední době byla velká pozornost zaměřena na tzv. „zelen“ý vodík, vyrobený z vody elektrolýzou. Běžnou elektrolýzu však také nelze považovat za perfektní metodu z hlediska energetické náročnosti. Navrhovaná práce bude zaměřena na využití světlem řízeného štěpení vody. Bude vyvinuta a použita nová generace materiálů, schopných iniciovat fotolýzu vody při osvícení (ideálně při působení slunečním světlem). Práce bude probíhat ve spolupráci s komerčními partnery: Unipertrol, Škoda transportation a LISS.

Pokročilé metody a aplikací SERS

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

Práce je zaměřena na přípravu a použití pokročilých SERS prvků. Především se jedná o kombinací plasmon-aktivních substrátů, povrchové modifikace a analytických měření pro detekci relevantních chemických sloučenin. V respektive je cílovou oblastí detekce kontaminantů v půdě nebo vodě, zakázané přídavky v potravinách a biologické márkry závažných onemocnění.

Pokročilé struktury a materiály pro povrchově zesílenou Ramanovou spektroskopie

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (Surface Enhanced Raman Spectroscopy - SERS) aktuálně poskytuje velmi zajímavou metody detekci různých molekul s možností určit přítomnost třeba i jedné molekuly. Předchozí výsledky naší skupiny umožnily docela velký pokrok v této oblastí přes návrh a realizaci nových SERS struktur a substrátů. Aktuální otázka je posun do praktické oblasti s využitím vyvinutých struktur. Tato práce předpokládá využití SERS pro následující oblastí: enantioselektivní detekci léků a biologicky aktivních sloučenin, detekci drog (zejména tumorových a hormonů) v odpadních vodách, detekci zakázaných látek ve vzduchu takzvaný elektronický nos atd.

Polymerní nanomateriály pro neoadjuvantní multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Hlavním cílem práce bude vyvinout nové biokompatibilní a neimunogenní nanoterapeutika a nanodiagnostika na bázi polymerů přizpůsobené pro multimodální terapii pokročilých neoplastických onemocnění. Disertace bude založena na přípravě nových polymerních nanomateriálů, které umožní řízenou dopravu aktivních léčebných látek, nebo vizualizaci nádorů pro fluorescenčně navigovanou chirurgi. Tyto nanomateriály budou sloužit jako nástroj pro tzv. multimodální neoadjuvantní terapii založenou na postupném podávání chemoterapie a imunoterapie v kombinaci s fluorescenčně navigovanou chirurgií. Práce se zaměří na přípravu polymerních systémů navržených na míru pro kovalentní navázání aktivních molekul s několika funkcemi: cílený transport aktivních molekul, jejich ochrana během transportu proti degradaci a řízené uvolňování na základě místně specifických podnětů. Předmětem disertační práce bude návrh struktur, syntéza a studium fyzikálně-chemických a biologických vlastností polymerních materiálů. Znalost a zkušenosti uchazeče v organické a/nebo makromolekulární chemii jsou výhodou, a to společně s chutí učit se novým věcem v dalších oborech, např. biochemii. V rámci práce se předpokládá úzká spolupráce se spolupracujícími biologickými pracovišti v Čechách i v zahraničí.

Prekurzory reaktivních forem kyslíku vázané na polymery pro terapii nádorů

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Miroslav Vetrík, Ph.D.

Anotace

Radiační terapie v onkologii aplikuje ionizační záření na nádorovou tkáň k vyvolání produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a zabití nádorových buněk. Lékařské ozáření může být podpořeno použitím radiosenzibilizátorů. Cílem této práce je připravit polymerní materiál, který je schopen uvolňovat ROS v nádorových buňkách nebo dodávat prekurzory, které spouštějí tvorbu ROS v místě ozáření. Kromě toho lze specifické hypoxické markery využít pro aktivní cílení na hypoxickou nádorovou tkáň. Student navrhne a připraví tyto druhy polymerních systémů, které uvolňují ROS jako superoxid, peroxidy nebo singletový kyslík v požadovaném místě. Práce je vysoce multidisciplinární, zahrnuje polymerní a organickou syntézu, charakterizační techniky, jako jsou FTIR, 1-H 13-C NMR, SEC, DLS, MS a instrumentální techniky pro sledování samouspořádání jako SLS, DLS, SAXS a SANS. Student se navíc může účastnit biologických studií, které budou prováděny na spolupracujícím pracovišti. Pokud má student zájem, je možné absolvovat část studia na spolupracujícím pracovišti ve Francii v rámci programu „double degrese PhD“, přihlášky do 14. 2. 2020 (viz https://studium.ifp.cz/cz/doktorandi/barrande-fellowship-program/ ). Máte-li o tuto možnost zájem, kontaktujte prosím školitele co nejdříve.

Regenerace CO2 s použitím obnovitelných zdrojů energie

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

V současnosti využití a konverze CO2 lze považovat za vitální a extremně důležitou otázku. Dostupné metody zachycování a konverze CO2 (tj. příprava polymerů nebo methanolu z CO2) vyžadují velmi náročné experimentální podmínky a jsou extrémně nevhodné z hlediska energetické spotřeby. Navrhovaná práce se zaměří na vytvoření nové generace materiálů, které budou schopny zajistit konverzi CO2 s použitím světelných zdrojů energie (ideálně - slunečního světla). V podstatě budou řešeny dvě klíčové otázky: zachycení a využití CO2 ze vzduchu (na rozdíl od běžných metod předchozí separace CO2) a implementace obnovitelných zdrojů energie (sluneční světlo) pro konverzi CO2.

SERS a neuronové sítě pro analýzu složitých biochemických vzorků

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie
Studijní program: Léčiva a biomateriály
Vedoucí práce: Mgr. Oleksiy Lyutakov, Ph.D.

Anotace

SERS (povrchově-zesílená Ramanova spektroskopie) poskytuje možnost detekci s "absolutním" monomolekulárním limitem. Zároveň se jedná o přístrojově nenáročnou metodu, která potenciálně muže byt aplikována i v rámci malých biochemických nebo medicinských laboratoří. Praktická detekce většiny relevantních vzorků je ovšem do velké míry komplikována jejich složením, které obsahují i další molekuly, což vede k zkreslení užitečného signálu. Před dvěma lety v naší vědecké skupině byla navrhžena kombinace SERS měření (velmi vysoká citlivost) a umělé mašinové inteligence (možnost automatického zpracování SERS spektru pomocí self-teaching programů). Již první výsledky analýzy DNA ukázali, že navřena metoda poskytuje o několi řádů lepší výsledky než např. klasické PCR testy. Práce je zaměřena na další vývoj SERS/ANN kombinaci a implementaci postupu v oblastí identifikace DNA a markérů onemocnění.

Studium a aplikace nanostruktur připravených vysokovýkonovým excimerovým laserem

Garantující pracoviště: Ústav inženýrství pevných látek, Fakulta chemické technologie

Anotace

Práce bude zaměřena na studium interakce zejména polymerních materiálů s unikátním vysokovýkonovým excimerovým laserem. Budou studovány periorické nanostruktury na polymeru, zejména jejich aplikace v oblasti tkáňového inženýtsví se zameřením na možnosti single cell analysis. Periodické nanovzory (LIPSS) budou použity pro sledování interakce především se savčími buňkami, rovnež budou sledovány jejich antibakteriální vlastnosti, zejména v kombinaci s vybranými povrchově aktivními látkami. Práce bude zameřena rovněž na expozici tenkých uhlíkových nanovrtev a uhlíkových kompozitů. V rámci interakce materiálů s vysokovýnonovým svazkem tak budou zkoumány možnosti přípravy nových materiálů, např. Q-uhlíku s feroelektrickými vlastnosti.


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi